Селекция. Методы селекции

1. Селекция

СЕЛЕКЦИЯ
Выполнил: Багомедов Рустам
117гр.
2015г.

2. Селекция – это наука о методах создания новых и улучшении существующих пород животных, сортов культурных растений и штаммов

микроорганизмов с
ценными для человека признаками и свойствами
• Порода, сорт, штамм – это популяция организмов, полученных в
результате селекции, которые характеризуются определенным
генофондом, наследственно закрепленными морфологическими и
физиологическими признаками и определенным уровнем
продуктивности.
Повышение урожайности сортов и
продуктивности животных
Задачи селекции
Повышение устойчивости к заболеваниям
Улучшение качества продукции
Пригодность для механизированного или
промышленного выращивания и разведения
Экологическая пластичность сортов и пород

3.

Методы селекции
Основными методами селекции являются гибридизация и отбор
Основой селекционной работы является искусственный отбор,
позволяющий в короткое время и при ограниченном числе
особей получить нужный сорт, породу или штамм
Методы отбора
Массовый отбор:
Применяется для
получения сортов
перекрестноопыляемых растений. Все
потомки гетерозиготны. Результаты
неустойчивые из-за
случайного перекрестного опыления
Индивидуальный
Отбор:
Применяется для
самоопыляемых растений. Отбираются
отдельные растения и
от них получают
потомство, которое
генетически однородно.
Получают чистые
линии
Естественный
Отбор:
Формируется
устойчивость к
среде обитания.
Получают
районированные
сорта и породы

4.

Гибридизация – это получение гибридов от скрещивания генетически
разнообразных организмов
Методы гибридизации
1 сорт (порода)
+
2 сорт (порода)
Инбридинг
Гетерозис
Полиплоидия
Отдаленная гибридизация
Новый сорт (порода)
ЦМС (цитоплазматическая мужская стерильность
Искусственный мутагенез
Генная инженерия

5.

Селекция – это комплексная
наука, теоретической
основой которой является
генетика.
Основоположником
теоретической селекции
является Н.И. Вавилов,
который и определил
основные задачи этой науки.
С 1924 и по 1939 годы Н.И.
Вавилов организовал 180
экспедиций с целью изучения
многообразия и географического распространения культурных растений. В
ходе экспедиций было собрано более 250000
образцов растений из различных регионов
земного шара, которые до сих пор используются
в качестве исходного материала для выведения
новых сортов растений. Экспедиции позволили
Вавилову выявить мировые очаги (центры
происхождения) культурных растений.

6.

Большой вклад в развитие
селекции растений внесли работы
И.В. Мичурина.
Мичурин скрещивал местные
морозостойкие сорта с южными, а
полученные сеянцы подвергал
строгому отбору и содержанию в
суровых условиях. Так были
получены сорта яблонь
Антоновка, Славянка.
Он предложил метод ментора,
при котором признаки гибрида
изменяются под влиянием привоя
или подвоя. Таким путем был
получен сорт яблони Бельфлеркитайка.
Для преодоления нескрещиваемости видов он преложил:
1. Метод предварительных
прививок; 2. Метод посредника;
3. Опыление смесью пыльцы.

7.

• 1. Метод предварительных прививок: изменение
химического состава привоя (рябина на груше
гибрид)
опыление
• 2. Метод посредника: культурный персик + монгольский
миндаль
гибрид (посредник) + культурный персик
морозостойкий персик.
• 3. Опыление смесью пыльцы: пыльцевые трубки с
различным генотипом стимулируют друг друга для прорастания и
оплодотворения.
• Полученные Мичуриным сорта культурных растений
являются гетерозиготными, поэтому для сохранения
сортовых качеств, применяют вегетативное размножение
– прививками, отводками и черенками.
• Применяя метод гибридизации, И.В. Мичурин получил
гибриды малины и ежевики, рябины и боярышника,
терна и сливы.

8.

• В селекции растений очень широко используется отдаленная
гибридизация.
Впервые в 1760 г. И.Г. Кёльрёйтер вывел межвидовой гибрид
табака. В 1888 г. немецкий селекционер Ришпау получил гибрид
пшеницы и ржи, названный тритикале. Сейчас много сортов
тритикале: Житница 1, Ставропольская 1, ВОСЕ 1.
• Научную методику получения плодовитых межвидовых гибридов
предложил в 1924 г. Г.Д. Карпеченко. Для скрещивания редьки и
капусты он с помощью колхицина удвоил набор хромосом и
плодовитость восстановилась. Был получен гибрид
Рафанобрассика.
• Использование полиплоидии для преодоления стерильности
гибридов очень широко используется в селекции растений.
Н.В. Цицин таким путем скрестил пшеницу с пыреем ползучим и
получил многолетнюю пшеницу.
Размеры зерна у диплоидной ржи (слева) и
тетраплоидной ржи (справа)

9.

Достижения селекции растений
Академик П.П. Лукьяненко создал ряд высокоурожайных сортов
озимой пшеницы: Безостая 1 (50 ц/га), Аврора и Кавказ (100 ц/га)
Академик В.В. Ремесло создал сорта яровой пшеницы:
Мироновская 264 и 808 (60-70 ц/га) и Ильичевка (100 ц/га).
В.Н. Мамонтов и А.П. Шехурдин создали яровой сорт пшеницы
Саратовская 29 (до 80-90 ц/га)
Академик В.С. Пустовойта вывел сорт подсолнечника, содержащего
до 50% масла в семенах.
Яровая пшеница Новосибирская 67 (до 45 ц/га в Западной
Сибири) была получена путем искусственного мутагенеза.
Получен сорт картофеля дающий урожай почти в 1000 ц/га, что в 4
раза выше среднего урожая по стране.

10.

ИНБРИДИНГ – близкородственное скрещивание,
которое приводит к повышению гомозиготности.
Применяется для получения чистых линий.
Часто приводит к снижению общей жизнестойкости из-за
накопления вредных рецессивных аллелей.
Единственный метод, используемый для сохранения
сорта или породы в чистом виде.
Сорт яблок «Бужбон»
Буденовская порода лошадей

11.

ГЕТЕРОЗИС – (греч. «изменение») гибридная мощь,
явление повышенной урожайности, жизнеспособности,
высокой плодовитости гибридов первого поколения от
скрещивания разных чистых линий. Потомки превышают
по этим показателям обоих родителей.
У гибридов второго поколения гетерозисный эффект
почти исчезает.
Гетерозис объясняется переходом большинства генов в
гетерозиготное состояние, взаимодействием генов.
Очень широко применяется для получения с/х продукции
в растениеводстве и животноводстве. Для его продления
используют у растений вегетативное размножение, а у
животных скрещивание гибридов первого поколения с
новой чистой линией, а их потомков с исходными
породами.

12.

ПОЛИПЛОИДИЯ – наследственные изменения,
связанные с кратным увеличение основного числа
хромосом в клетках растений, приводящее к мощному
развитию вегетативных органов, плодов, семян и
вкусовых качеств.
Иногда встречается в естественных условиях (картофель,
табак, томаты).
Большинство культурных растений – полиплоиды.
Типы полиплоидии
Аутополиплоидия:
Внутривидовая; кратное увеличение
набора хромосом (генома)
2n – 4n – 8n – 16n – 32n
Аллополиплоидия:
Межвидовая; суммирование
геномов разных видов, а затем
их кратное увеличение
1n (14) + 1n (7) = 2n (21) – 4n (42)

13.

ОТДАЛЕННАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ – скрещивание
растений и животных разных видов, а иногда и родов.
Полученные таким образом гибриды бесплодны, т.к.
хромосомы разных видов негомологичны и не могут
конъюгировать при мейозе (не происходит образования
гамет).
В 1924 г. Г.Д. Карпеченко нашел способ преодоления
бесплодия у таких гибридов растений – путем удвоения
числа хромосом и получения полиплоида. В результате у
каждой хромосомы появляется свой гомолог.
У животных это достигается путем сложных заводских
скрещиваний, т.к. все полиплоиды у них гибнут в
эмбриональном состоянии.
Применяется для получения высоких и стабильных
урожаев растений и продуктивности животных.

14.

ЦМС (ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МУЖСКАЯ СТЕРИЛЬНОСТЬ)
В 1929 г. генетик М.И. Хаджинов нашел в посевах кукурузы растения с
мужской стерильностью и предложил использовать это явление для
получения гибридных семян у обоеполых и самоопыляемых растений.
Стерильность обусловлена взаимодействием особого типа цитоплазмы S и
генов rf. В практике используются лишь семена гибридных растений
первого поколения от скрещивания двух чистых линий, дающее
урожайность на 20-30% выше.
Гены ядра
S
результат
rf
rf
Стерильно
Rf
Rf
Фертильно
Rf
rf
Фертильно
Схема наследования ЦМС
Внедрение гетерозисных гибридов растений приносит значительный чистый
доход производителям продукции с/х

15.

ИСКУССТВЕННЫЙ МУТАГЕНЕЗ
ИМ – искусственное получение мутаций путем воздействия радиационного
излучения и химических веществ на семена растений, приводящее к
изменению генов.
Таким методом создаются новые сорта томатов, картофеля, кукурузы,
хлопчатника, пшеницы.
Пшеница
Новосибирская 7
R
Пшеница
Новосибирская 67
Низкорослая, устойчивая
к полеганию
Урожайность 30-40 ц/га
Очень широко искусственный мутагенез используется в селекции
микроорганизмов

16.

ГЕННАЯ И КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Клеточная инженерия – метод получения новых клеток и тканей на
искусственных питательных средах. В основе метода лежит высокая
способность растительных клеток к регенерации и из одной клетки
вырастает целое растение.
Генная инженерия основана на пересадке генов из одних
организмов в другие. Этапы генной инженерии:
С помощью ферментов
рестриктаз выделяют
гены из клеток
бактерий,
растений и животных
С помощью ферментов
лигаз соединяют
отдельные фрагменты
ДНК в единую молекулу
в составе плазмиды
Полученную конструкцию вводят в клетку
хозяина, где она
репрецируется и
передается потомству
Растения и животные, геном которых изменен таким путем,
называются трансгенными.
Около 40% культурных растений, выращиваемых на Западе
являются трансгенными.

17. Технология рекомбинантных ДНК (молекулярное клонирование)

• 1. Из организма донора извлекают
нужную ДНК, подвергают ее
ферментативному гидролизу и
извлекают нужный ген.
• 2. У бактерий или других
клеточных структур извлекают
вектор (плазмиду) и его
разрезают.
• 3. Вставляют в вектор фрагмент
ДНК.
• 4. Полученную конструкцию
вводят в клетку хозяина, где она
передается потомкам.
• 5. Получают специфический
белковый продукт, синтезируемый
клетками хозяина.

18. Направления генной инженерии

• 1. Производство пищи: Трансгенные растения содержат все
необходимые аминокислоты, микроорганизмы производят все необходимые
ферменты, витамины и дешевый белок, а продуктивность животных
увеличилась в 3-5 раз. Стало возможным производство пищи минуя
животноводство и растениеводство, только из микроорганизмов. Пока
остается главным - генная селекция растений, животных и бактерий с целью
повышения продуктивности, устойчивости к болезням и абиотическим
факторам и внедрения генов животных в гены растений.
– Новые растения: Соккура (соя + кукуруза), сотаба (соя + табак),
картомидор (картофель + помидор).
2. Производство источников энергии и новых материалов:
бензин заменяют этиловым спиртом, полученный бактериями из
растительного сырья. Использование «биогаза», искусственной нефти,
солярки из бытовых отходов. Производство искусственных тканей с
помощью микроорганизмов. Получение пластмасс путем синтеза окиси
пропилена.
3. Генная инженерия в медицине: производство лекарств (инсулин,
интерферон, соматотропин, антибиотики, вакцины, витамины), генная
терапия: выделение поврежденного гена и переноса нормального в
клетку (генные болезни обмена веществ)